package com.tgy.栈;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

/***
 * @ClassName: PolandNotation
 * @Description: 逆波兰表达式
 * @Auther: tanggy3
 * @Date: 11:06 2022/8/1
 * @version : V1.0
 */
public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //完成将一个中缀表达式转成后缀表达式的功能
        //说明
        //1. 1+((2+3)×4)-5 => 转成  1 2 3 + 4 × + 5 –
        //2. 因为直接对str 进行操作，不方便，因此 先将  "1+((2+3)×4)-5" =》 中缀的表达式对应的List
        //   即 "1+((2+3)×4)-5" => ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]
        //3. 将得到的中缀表达式对应的List => 后缀表达式对应的List
        //   即 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]  =》 ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]
        String expression = "1+((2+3)*40)-50";//注意表达式
        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的List=" + infixExpressionList);
        List<String> suffixExpreesionList = parseSuffixExpreesionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的List" + suffixExpreesionList); //ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]
        System.out.printf("expression=%d", calculate(suffixExpreesionList)); // ?
    }


    /**
     * 将字符串转为List,要考虑到多为数字，这里不考虑小数了
     * '0'[48]->'9'[57]
     *
     * @param s
     * @return
     */
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        int length = s.length();
        int i = 0; //这时是一个指针，用于遍历 中缀表达式字符串
        char c; // 每遍历到一个字符，就放入到c
        do {
            //非数字直接加入
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || c > 57) {
                list.add(Character.toString(c));
                i++;
            } else {//是数字要判断下一个是否也为数字
                StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
                stringBuffer.append(c);
                i++;
                while (i < length && (c = s.charAt(i)) >= 48 && c <= 57) {
                    stringBuffer.append(c);
                    i++;
                }
                list.add(stringBuffer.toString());
            }
        } while (i < length);

        return list;
    }

    /**
     * 将得到的中缀表达式对应的List => 后缀表达式对应的List
     * @param ls
     * @return
     */
    public static List<String> parseSuffixExpreesionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>(); // 符号栈
        //说明：因为s2 这个栈，在整个转换过程中，没有pop操作，而且后面我们还需要逆序输出
        //因此比较麻烦，这里我们就不用 Stack<String> 直接使用 List<String> s2
        //Stack<String> s2 = new Stack<String>(); // 储存中间结果的栈s2
        List<String> s2 = new ArrayList<String>(); // 储存中间结果的Lists2
        ls.forEach((bean) -> {
            //如果是一个数，加入s2
            if (bean.matches("\\d+")) {
                s2.add(bean);
            } else if (bean.equals("(")) {
                s1.push(bean);
            } else if (bean.equals(")")) {
                //如果是右括号“)”，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到左括号为止，此时将这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//!!! 将 ( 弹出 s1栈， 消除小括号
            } else {
                //如果s1栈顶为（或者s1为空，运算符号直接入栈
                if (s1.isEmpty() || s1.peek().equals("(")) s1.push(bean);
                else {
                    /**
                     * 当bean的优先级小于等于s1栈顶运算符, 将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，再次转到(4.1)与s1中新的栈顶运算符相比较
                     * 这里注意是小于等于。当等于的时候也得进行操作，因为这个涉及到同级运算符号从左向右计算的问题
                     * Calculator.getSort(s1.peek().charAt(0),bean.charAt(0),))  用这个条件就会出现运算顺序出问题
                     */
                    while (s1.size() != 0 && !Calculator.getSort(bean.charAt(0), s1.peek().charAt(0))) {
                        s2.add(s1.pop());
                    }
                    s1.push(bean);
                }
            }
        });

        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while (s1.size() != 0) {
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;
    }

    /**
     * 计算逆波兰表达式
     *
     * @param ls
     * @return
     */
    public static int calculate(List<String> ls) {
// 创建给栈, 只需要一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        // 遍历 ls
        for (String item : ls) {
            // 这里使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\d+")) { // 匹配的是多位数
                // 入栈
                stack.push(item);
            } else {
                // pop出两个数，并运算， 再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if (item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //把res 入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        //最后留在stack中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }

}
